Un film ultrafin à la fois transparent et hautement conducteur de courant électrique a été produit par une méthode simple et peu coûteuse conçue par une équipe internationale de chercheurs en nanomatériaux de l'Université de l'Illinois à Chicago et de l'Université de Corée.

Le film - en fait un tapis de nanofibres enchevêtrées, galvanoplastie pour former un "fil de nano-poulet de cuivre auto-jonctionné" - est également pliable et étirable, offrant des applications potentielles dans les écrans tactiles enroulables, électronique portable, cellules solaires flexibles et peau électronique.

La découverte est publiée dans le numéro du 13 juin de Matériaux avancés .

"C'est important, mais difficile, réaliser des matériaux à la fois transparents et conducteurs, " dit Alexandre Yarine, Professeur Distingué UIC de Génie Mécanique, l'un des deux auteurs correspondants sur la publication.

Le nouveau film établit une "combinaison record du monde de transparence élevée et de faible résistance électrique, " ce dernier au moins 10 fois supérieur au précédent record existant, dit Sam Yoon, qui est également auteur correspondant et professeur de génie mécanique à l'Université de Corée.

Le film conserve également ses propriétés après des cycles répétés d'étirement ou de pliage sévères, Yarin a déclaré – une propriété importante pour les écrans tactiles ou les appareils portables.

La fabrication commence par électrofilage d'un tapis de nanofibres de polyacrylonitrile, ou PAN, dont les fibres font environ un centième du diamètre d'un cheveu humain. La fibre jaillit comme une nouille qui s'enroule rapidement, qui, déposé sur une surface, se coupe un million de fois, dit Yarine.

"La nanofibre s'enroule dans un cône en spirale, mais forme des boucles fractales en vol, " Yarin a dit. " Les boucles ont des boucles, donc ça devient très long et très fin."

Le polymère PAN nu ne conduit pas, il doit donc d'abord être recouvert d'un métal pour attirer les ions métalliques. La fibre est ensuite galvanisée avec du cuivre ou de l'argent, nickel ou or.

L'électrofilage et la galvanoplastie sont tous deux à débit relativement élevé, des processus commercialement viables qui ne prennent que quelques secondes chacun, selon les chercheurs.

"Nous pouvons ensuite prendre les fibres métallisées et les transférer sur n'importe quelle surface - la peau de la main, une feuille, ou en verre, ", a déclaré Yarin. Une application supplémentaire peut être une surface nano-texturée qui augmente considérablement l'efficacité du refroidissement.

Yoon a déclaré que "l'auto-fusion" par galvanoplastie aux jonctions des fibres "réduit considérablement la résistance de contact". Yarin a noté que les jonctions plaquées de métal facilitaient la percolation du courant électrique et représentaient également la résilience physique du nanomatériau.

"Mais la plupart sont des trous, " il a dit, ce qui le rend transparent à 92 pour cent. "Vous ne le voyez pas."